中考物理专题复习力热综合题9个.docx

力热综合题 9 个1. 我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、 电磁隐身、 超机动性、 超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为 37 t ，最大飞行高度达20 000 m ，最大航行速度达 2.5 倍声速 ( 合 3 060 km/h) ，最大载油量为 10 t ，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如下表：速度100200300400500 v /(m/s)阻力 f /N0.3 × 1041.2 × 1042.7 × 104 4.8 × 1047.5 × 104已知飞机发动机燃油完全燃烧放出的热量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空7燃油的热值为 5× 10 J/kg. 求：第 1 题图(1) 飞机的机翼是利用流体流速大的地方压强的原理工作的.(2) 飞机发动机完全燃烧10 t 燃油获得的能量是多少焦耳？当飞机以400 m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？(3) 若在飞机油箱中加满燃油，并且以 500 m/s 的速度巡航时， 飞机的最大航程约是多少千米？【答案】解： (2) (1) 小燃油完全燃烧放出的热量37Q ＝ mq ＝10×10 kg ×5× 10 J/kg由表中数据可知，飞机以400 m/s 11＝5×10 J的速度巡航时，所受阻力为4.8 ×10 4 N ，则飞机发动机的输出功率P ＝ Fv ＝4.8 ×10 4 N ×400 m/s ＝1.92 ×10 7 W ＝1.92 ×10 4 kW(3) 由 (1) 可知 Q ＝5×10 11 J ，已知飞机发动机燃油完全燃烧放出的热量转化为机械能的 效率是 40%，则有用功W ＝40%× Q ＝ 40%× 5× 1011 J ＝2×10 11 J根据表格查出 500 m/s 时的阻力为 7.5 ×10 4 N ，则由 W ＝ Fs ＝fs ，可得W 2× 1011 J 6 3s ＝ f ＝ 7.5 ×104 N ≈ 2.7× 10 m ＝2.7 × 10 km2. 中国自主研制的“三个大飞机”之一的大型灭火 / 水上救援水陆两栖飞机(AG600)( 如 图所示 ) 已完成总装， 可满足我国森林灭火和水上救援的迫切需要， 是国家应急救援体系建设急需的重大航空装备 . 该两栖飞机与所加水的总质量为 50 t ，标准低空巡航速度为500 km/h ，最大航程为 4 000 km. 求：(1)AG600 在空中飞行时， 因与空气发生了摩擦而带上了电荷，如果在着陆过程中没有将静电放掉，可能造成危害，为了将电荷转移到大地，避免造成的伤害，AG600 的特殊轮胎一般采用Ｗ .( 填字母 )A. 导电性的材料制成B. 绝缘性的材料制成C. 耐腐蚀性的材料制成第 2 题图(2) 飞机以标准低空巡航速度匀速飞行时， 最长可以飞行多长时间？飞机吸满水后， 去执行灭火任务的过程中，以标准低空巡航速度飞行，若它在水平方向受到的阻力为飞机重力的 0.1 倍，则飞机飞行最大航程发动机的牵引力做了多少功？(3) 如果飞机以标准低空巡航速度飞行时发动机的效率为25%，要保证飞完最大航程，至7少需要装载汽油多少吨？( 结果保留整数 )( 汽油的热值： q ＝4.6 × 10 J/kg)s 4 000 km解： (2) 最长飞行时间： t ＝ v ＝500 km/h ＝ 8 h飞机与水的重力：35G ＝ mg ＝50×10 kg ×10 N/kg ＝5×10 N飞机匀速飞行，发动机的牵引力等于阻力，即：54F ＝ f ＝ 0.1G ＝0.1 ×5×10 N ＝5×10 N飞机发动机牵引力做的功：W ＝ Fs ＝5×10 4 N × 4× 106 m ＝ 2×1011 JW(3) 根据 η＝ × 100%可得：QW 2×1011 J11 Q ＝ η ＝25% ＝8× 10J需要汽油的质量：Q11J8× 10 4m ＝q ＝4.6 ×107 J/kg ≈1.7× 10 kg ＝ 17 t3. 我国设计建造的世界首座半潜式圆筒型海洋生活平台“希望7 号”在浙江嵊泗海域顺利装载到亚洲最大半潜船“祥云口”轮上，并运往巴西海域作业，如图所示，主船体直径60 m ，型深 27 m ，设计吃水深度 19 m ，满载航行时总质量为2.5 ×10 4 t. 某次满载试航时海洋生活平台以18 km/h 的速度匀速航行 10 km. 已知该平台所受阻力是总重的0.016 倍 .( 取 g＝ 10 N/kg ， q 燃油 ＝ 4×107 J/kg) 求：(1) “希望 第 3 题图7 号”以混合燃油作为燃料，燃油属于( 选填“可再生”或“不可再生”) 能源 .(2) 该次试航所用的时间是多少？(3) 海洋生活平台满载试航时所受牵引力的功率是多少？(4) 若试航过程需要燃烧的燃油质量为2.5 t ，则海洋生活平台燃油机动力系统效率是多 少？【答案】 (1) 不可再生解： (2)由 v＝s得，ts10 km5航行时间： t ＝＝＝ h ＝ 2 000 sv18 km/h9(3) 所受的阻力f＝ 0.016G＝0.016mg＝0.016×2.5×104×103kg ×10 N/kg ＝4×10 6 N 因为平台匀速直线航行，根据二力平衡条件，平台所受的牵引力 F 牵＝ f ＝4×106N则平台所受牵引力的功率W Fs＝4×106N×18＝2×107W＝＝＝m/sP t t Fv 3.6(4)航行 10 km 牵引力做功W＝ Fs＝4×106N×104m＝4×1010J燃油完全燃烧放出的热量Q放＝q 燃油 m＝4×107J/kg× 2.5 ×103 kg ＝1×10 11 J平台燃油机动力系统效率W4×1010 J×100 %＝ 40 %η＝放× 100%＝1×1011 JQ4.如图是压路机抢修公路的情景，压路机的质量为2×104 kg. 求：(1)压路机的碾子做得很重是为了 .第4 题图(2)压路机压路时受到的阻力为车重的 0.2 倍，当压路机以 1.5 m/s 匀速行驶时输出功率为多少？( g＝ 10 N/kg)(3) 压路机工作的效率为40%，压路时以 1.5 m/s 的速度工作10 min 需要消耗多少柴油？( q柴油＝4.3 ×10 7 J/kg)(结果保留两位小数【答案】 (1) 增大压强)解： (2) 压路机的重力G＝ mg＝2×104kg×10 N/kg＝2×105N压路机受到的阻力f＝ 0.2 G＝0.2 ×2×10 5 N ＝4×10 4 N压路机在匀速行驶时，牵引力＝＝4×10 4NF f压路机的输出功率44P＝ Fv＝4×10 N×1.5 m/s＝6×10 W(3)压路机做的有用功W＝ Pt ＝6×104W×10×60 s＝3.6×107J柴油完全燃烧放出的热量W 3.6 × 107 J7Q＝η＝40%＝9×10JQ9× 107 J柴油的质量m＝q柴油＝4.3×107J/kg≈2.09 kg5.汽车在行驶的过程中，由于路况和车速不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率，下表为某全地形越野汽车的有关参数.( 汽油的热值约为4×10 7 J/kg，密度约为0.7 ×10 3 kg/m3)发动机最大功率(kW)190百公里油耗 (L/100 km)10.7最大车速 (km/h)209(1) 为了防止汽车发动机过热，汽车的冷却系统常利用水的循环来降低发动机的温度，这主要是因为水的大.(2) 该越野车以100 km/h的速度在平直公路上匀速行驶 1 h，则越野车消耗了多少汽油？这些汽油完全燃烧放出了多少热量？(3) 若越野车发动机的效率是30%，当越野车以100 km/h 的速度在平直公路上匀速行驶1 h时，发动机的实际功率是多少？【答案】 (1) 比热容解： (2) 行驶的路程s＝ vt ＝100 km/h×1 h＝100 km百公里消耗汽油的体积＝ 10.7 L ＝1.07 ×10 －2 m3V汽油的质量 m＝ρ V＝0.7×103kg/m 3×1.07 ×10 －2m3＝ 7.49 kg放出的热量Q放＝＝7.49 kg ×4×10 7 J/kg＝2.996 ×10 8 Jmq87(3) 有用功为W有＝Q放η＝2.996 ×10 J × 30%＝ 8.988 × 10JW有8.988 ×107 J4实际功率 P实＝t＝ 3 600 s≈ 2.5 × 10W6. 西安地铁 3 号线的开通，大大缓解了城市公交运输压力，为更多市民提供了绿色出行的便利条件 . 某校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：(1) 公交汽车的质量约为 2 000 kg ，静止时轮胎与水平路面接触的总面积约为0.2 m 2，静止时公交汽车对路面的压强有多大；( g取 10 N/kg)(2)若地铁由甲站开往乙站用时 200 s，地铁运行时，牵引力做功为多少，该地铁机车的效率是多少；(3) 若公交汽车的机械效率为30%，请计算用公交汽车载500 人运行从甲站到乙站的距离时，需要消耗多少燃油 .【答案】解： (1)公交车对水平地面的压力＝＝＝2 000 kg ×10 N/kg ＝ 20 000 NF G mg公交车对地面的压强F20 000 N5p＝S＝0.2 m2＝1×10Pa(2) 牵引力做的功W＝ Fs＝ Fvt ＝5×104N×10 m/s×200 s＝1×108J该地铁机车在200 s 内所做的总功为W总1＝ Pt ＝106W× 200 s ＝2×10 8 J所以该地铁机车的效率为：η ＝ W1× 10 8 JW × 100%＝ 2× 10 8 ×100%＝ 50%J总 1(3) 甲站到乙站的距离 s ＝v 地铁 t ＝10 m/s ×200 s ＝2×10 3 m ，所以一辆公交车运行 s 距离时，牵引力所做的功W 有 ＝Fs ＝3 000 N ×2 000 m ＝6×10 6 J由于公交车的机械效率为30%，所以需要消耗燃油燃烧的热量6Q ＝ W 有＝ 6× 10 J ＝2× 107 Jη 30%公交车每次载客 40 人，载 500 人需要 13 辆公交汽车，一共需要做功Q 总 ＝13 ＝13×2×10 7 J ＝2.6 ×10 8JQQ 总 2.6 × 108 J需要消耗燃油质量 m ＝q ＝4× 107 J/kg ＝ 6.5 kg7. 为了减轻驾驶员劳动强度同时提高交通系统的效率，无人驾驶汽车应运而生. 导航是无人驾驶汽车行驶的基础， 目前常用的技术有磁导航和视觉导航等 . 视觉导航传感器是靠向物体发出光，通过测量光反射所用的时间来检视周围环境的.(1) 若无人驾驶车正以 108 km/h 的速度匀速行驶在高速路上，向前方发出光信号0.001 s后接收到反射回的信号，则该车将于多长时间后到达障碍物所在位置？ ( c ＝3×10 8m/s ，不计车辆在发出光信号到接收到光信号时间中行驶的路程 )1(2) 无人驾驶车重 2 t ，行驶过程中受到的阻力约为车重的50，该车行驶 100 km ，克服阻力做了多少功？(3) 该车行驶 100 km 消耗汽油 9.5 L ，求该车的效率 .( ρ 汽油 ＝0.71 ×10 3 kg/m3， q 汽油 ＝4.6 × 107 J/kg ，结果精确到 0.01%)【答案】解： (1)障碍物距车距离ct 3×108 m/s × 0.001 s5s ＝ 2 ＝2＝1.5 ×10 m 车行驶速度 v ＝ 108 km/h ＝ 30 m/s该车到达障碍物所在位置所需时间s 1.5 ×105 m3 t ＝ v ＝ 30 m/s＝5×10 s(2) 该车行驶过程中所受的阻力 f ＝ 501G ＝ 501mg ＝ 501× 2× 103 kg × 10 N/kg ＝400 N 克服阻力所做的功W ＝ fs ＝400 N ×100×10 3 7m ＝4×10 J(3) 汽油燃烧放出的热量Q ＝mq 汽油 ＝ρ 汽油 Vq 汽油 ＝ 0.71 × 103 kg/m 3× 9.5 × 10－3 m 3× 4.6 × 107 J/kg ＝ 3.102 7 × 108 JW4× 107 J该车效率 η＝ Q × 100%＝ 3.102 7 × 108 J × 100%≈ 12.89%8. 中国自主研发的运－ 20 大型运输机已正式服役 ( 如图所示 ) ，标志着中国与欧美航空 强国的先进技术的差距进一步缩小，甚至在逐步超越！该飞机最大起飞重量约为 220 t ，最大载重量超过 66 t ，满载航程 4 400 km ，可以在 13 000 m 的高空飞翔 . 求：(1) 该机最大飞行速度约 800 km/h ，从北京到广州的飞行距离大约为1 700 km ，到达目的地的时间至少为多少？(2) 该飞机有 14 个轮子，与地面的总接触面积为3.08 m 2，飞机满载时对水平地面的压强为多大？ ( g ＝10 N/kg)第 8 题图(3) 飞机满载从地面升至 10 000 m 的高空，克服重力做的功为多少？若飞机的发动机效率为 70%，飞机要消耗的航空燃油质量为多少？ ( q ＝4.3 ×10 7 J/kg)(4) 在“运－ 20”上用到了我国自行生产的特种纤维复合材料，你认为该特种纤维复合材料应用在飞机上的优点是什么？【答案】解： (1) 飞机到达目的地的时间至少为s 1 700 kmt ＝ ＝＝ 2.125 hv 800 km/h(2) 飞机满载时对水平地面的压力F ＝G ＝ mg ＝220×10 3 kg × 10 N/kg ＝2.2 ×10 6 NFG2.2 × 106 N 5 p ＝ ＝ 总＝3.08 m 2 ≈ 7.14 × 10 PaS S(3) 飞机满载从地面升至 10 000 m 的高空，克服重力做的功W ＝ Fs ＝ Gh ＝2.2 ×10 6 N × 104 m ＝2.2 ×10 10 JW由 η ＝ × 100%可得，航空燃油燃烧放出的热量Q＝ W 2.2 × 1010 J≈ 3.14 × 10 10 Jη＝Q 70%Q103.14 × 10 J由 Q ＝ mq 可得需要消耗的航空燃油的质量m ＝q ＝4.3 × 107 J/kg ≈ 730.23 kg (4) 减小飞机自重，提高飞机载重；降低飞机制造成本( 合理均可 ) 9. 如图所示为四轮双缸某品牌老年代步车，这种车在设计时考虑的是充分适用于老年人，以速度低、 安全可靠、 方便为标准 . 汽车的一些参数如表格所示， 若代步车在平直的公路上以最高车速 36 km/h 的速度匀速行驶 . 求： ( 汽油的热值为 4.6 ×10 7 J/kg ，汽油密度为 0.8 ×10 3 kg/m 3， g ＝ 10 N/kg)第 9 题图油箱容积 30 L车总质量 500 kg发动机效率 25% 最大功率 8.0 ×10 3 W 与地接触总面积0.1 m2(1) 该车空车时对路面的压强是多少？(2) 该老年车以最高速度匀速行驶时所受到的阻力是多少？(3) 一箱油能使该车以最高车速匀速行驶多远？【答案】解：(1) 空车静止在路面上所受压力 F ＝ G ＝ mg ＝500 kg ×10 N/kg ＝5 000 NF 5 000 N4对路面的压强 p ＝ S ＝ 0.1 m 2 ＝5×10PaW Pt P(2)36 km/h ＝ 10 m/s ，该老年车以最高速度匀速行驶时所受到的阻力f ＝ F ＝s ＝ s ＝ v ＝38.0 × 10 W ＝ 800 N10 m/s3m3 3 3(3)30 L ＝ 0.03 m ，由 ρ ＝ V 得一箱油的质量 m ′＝ ρ V ＝ 0.8 × 10 kg/m × 0.03 m ＝ 24 kg一箱油完全燃烧放出的热量 Q 放 ＝qm ′＝ 4.6 ×10 7 J/kg × 24 kg ≈1.1 × 109J由 η ＝ WQ 放＝25%×1.1 ×10 9 J ＝2.75 ×10 8J× 100%得 ′＝ ηQW放W ′ 2.75 × 108J5由 W ＝ Fs 得该车行驶的距离 s ＝ F ＝800 N ≈ 3.44 × 10 m。